Модели OSI и TCP/IP

Модель OSI - Понятие - Уровни - Стек OSI - Недостатки модели OSI

Модель TCP/IP - Определение - Стек TCP/IP - Соответствие между OSI и TCP/IP - Взаимодействие протоколов - Передача пакета через уровни стека TCP/IP - Вывод - Список литературы

Модель OSI В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации - ISO, ITU-T и некоторые другие - разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью OSI.

Модель OSI Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Модель OSI

Прикладной уровень Верхний (7-й) уровень сетевой модели OSI, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления.

Модель OSI Уровень представления Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Модель OSI Сеансовый уровень 5-й уровень сетевой модели OSI отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время.

Модель OSI Транспортный уровень 4-й уровень сетевой модели OSI предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы.

Модель OSI Сетевой уровень 3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

Модель OSI Канальный уровень Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть.

Модель OSI Физический уровень Самый нижний уровень сетевой модели OSI предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.

Стек OSI Стек OSI Стек OSI - это набор вполне конкретных спецификаций протоколов, образующих согласованный стек протоколов. Стек OSI в отличие от других стандартных стеков полностью соответствует модели взаимодействия OSI, он включает спецификации для всех семи уровней модели взаимодействия открытых систем.

Стек OSI

Недостатки модели OSI Несвоевременность. Неудачная технология. Неудачная реализация. Неудачная политика.

Модель TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей. В настоящее время стек TCP/IP используется в подавляющем большинстве сетей, его поддержка есть во всех используемых сегодня операционных системах.

Стек протоколов TCP/IP Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США (Department of Defence, DoD) более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды.

Стек протоколов TCP/IP Все сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола TCP/IP. Все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP. Это гибкая технология для соединения разнородных систем как на уровне транспортных подсистем, так и на уровне прикладных сервисов. Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для приложений клиент-сервер. Стек TCP/IP состоит из 4 уровней : прикладной, транспортный, межсетевой, сетевого доступа

Уровни стека TCP/IP 4Прикладной уровень 3Транспортный уровень 2Межсетевой уровень 1Уровень сетевого доступа

Уровни стека TCP/IP Прикладной Уровень – Содержит протоколы приложений (FTP, telnet, SMTP,WWW)

Уровни стека TCP/IP Транспортный уровень - на этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol).

Уровни стека TCP/IP Межсетевой уровень - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий

Уровни стека TCP/IP Уровень сетевого доступа – соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня

Соответствие между OSI и TCP/IP Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

Соответствие между OSI и TCP/IP Физический Канальный Сетевой Транспортный Сеансовый Представительный Прикладной Сетевого доступа Межсетевой Транспортный Прикладной Уровни модели OSI Уровни модели TCP/IP

Содержание уровней TCP/IP Не специфицированы Ethernet, X25, PPP, SLIP, Token Ring, FDDI IP, ICMP, ARP RARP,RIP TCP, UDP Физический уровень Межсетевой уровень Транспортный уровень Прикладной уровеньHTTP FTP TELNET SMTP SNMP RPC XDR NFS

Взаимодействие протоколов Каждый уровень набора протоколов TCP/IP взаимодействует с ближайшими соседними уровнями. Уровень приложений источника использует службы сквозного (транспортного) уровня и отсылает данные вниз, на этот уровень. Сходные отношения существуют в интерфейсе сквозного (транспортного) и сетевого (межсетевого) уровней, в интерфейсе сетевого уровня и уровня доступа к сети.

Взаимодействие протоколов IP RSVP OSPF IGMP ICMP UDP TCP SNMP TELNET SMTP HTTP FTP BGP MIME

Взаимодействие протоколов BGP BGP – Протокол граничного шлюза FTP FTP – Протокол передачи файлов HTTP HTTP – Протокол передачи гипертекстовых файлов ICMP ICMP – Протокол управления сообщениями Internet IGMP IGMP – Протокол управления группами IP IP – Протокол Internet MIME MIME – Многоцелевые расширения почты Internet OSPF OSPF – Первоочередное открытие кратчайших маршрутов RSVP RSVP – Протокол резервирования ресурсов SMTP SMTP – Простой протокол передачи почты TELNET TELNET – Протокол реализации текстового интерфейса по сети SNMP SNMP – Простой протокол сетевого управления TCP TCP – Протокол управления передачей UDP UDP – Протокол пользовательских дейтаграмм

Передача пакета через уровни стека TCP/IP Процесс генерирует блок данных и передает его протоколу TCP, который с целью управления, может разбить этот блок на меньшие части. К каждому такому фрагменту TCP присоединяет управляющую информацию (называемую заголовком TCP), формируя при этом сегмент TCP. Далее протокол TCP передает каждый сегмент протоколу IP. Протокол IP присоединяет к данным заголовок с управляющей информацией, формируя, таким образом, дейтаграмму IP. На последнем этапе каждая дейтаграмма IP предоставляется уровню доступа к сети с целью передачи ее через первую сеть, находящуюся на ее пути к адресату.

Передача пакета через уровни стека TCP/IP Сетевой заголовок Заголовок IP Заголовок TCP Пользовательские данные Поток байтов приложения Сегмент TCP Дейтаграмма IP Сетевой пакет

Вывод У моделей OSI и TCP/IP имеется много общих черт: Обе модели основаны на концепции стека независимых протоколов. Функциональность уровней также во многом схожа. Например, в каждой модели уровни, начиная с транспортного и выше, предоставляют сквозную, не зависящую от сети транспортную службу для процессов, желающих обмениваться информацией. Эти уровни образуют поставщика транспорта. Также в каждой модели уровни выше транспортного являются прикладными потребителями транспортной службы.

Вывод Вывод Изначально в модели TCP/IP не было четкого разделения между службами, интерфейсом и протоколом, хотя и производились попытки изменить это, чтобы сделать ее более похожей на модель OSI. В результате в модели OSI протоколы скрыты лучше, чем в модели TCP/IP, и при изменении технологии могут быть относительно легко заменены.

Вывод Вывод Так же различие между моделями лежит в сфере возможности использования связи на основе соединений и связи без установления соединения. Модель OSI на сетевом уровне поддерживает оба типа связи, но на транспортном уровне - только связь на основе соединений (поскольку транспортные службы являются видимыми для пользователя). В модели TCP/IP на сетевом уровне есть только один режим связи (без установления соединения), но на транспортном уровне он поддерживает оба режима, предоставляя пользователям выбор.

Список литературы 1.Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, СПб: Питер, 2006 г., 672 с. 2.Куроуз Д.Ф., Росс К.В. Компьютерные сети, СПб: Питер, 2004 г., 764 с Вильям Столлингс «Компьютерные системы передачи данных», шестое издание, Издательский дом «Вильямс», Москва – С. Петербург – Киев, 2002г.